Chutes de hauteur : le Guide de conception des systèmes de corde d’assurance horizontale actualisé

Les chutes de hauteur demeurent aujourd’hui encore l’une des causes majeures de lésions au travail. Les systèmes de corde d’assurance horizontale (SCAH) peuvent toutefois résoudre ce problème, en permettant au travailleur de se déplacer tout en restant attaché.

L’IRSST avait publié, en 1991, un guide technique de conception des SCAH à l’usage des ingénieurs du domaine. Bertrand Galy, chercheur à l’IRSST, précise : « Cette version avait été établie pour un système avec lequel les travailleurs étaient reliés au câble horizontal par un cordon d’assujettissement simple. En 2001, le Code de sécurité pour les travaux de construction a rendu obligatoire l’ajout d’un absorbeur d’énergie sur ce cordon. Il fallait revoir le guide. Les calculs et les abaques fournis en 1991 ne considéraient pas cet absorbeur ».

Le guide de 2016 présente le processus d’élaboration, ainsi que la double validation, numérique et expérimentale, d’une nouvelle méthode analytique simple de conception des SCAH. En plus des absorbeurs d’énergie obligatoires, cette méthode tient maintenant compte de l’emploi d’ancrages flexibles plutôt que d’ancrages rigides. Elle permet aussi le calcul de travées simples ou multiples. En outre, les chercheurs ont produit, à l’intention des ingénieurs, un utilitaire de calcul Web, simple et rapide d’utilisation, basé sur la nouvelle approche analytique.

Des potelets flexibles comme ancrages

Le guide de 1991 considérait que les câbles horizontaux étaient attachés à des supports fixes et extrêmement rigides, comme une colonne structurale ou un bloc de béton. « En fait, poursuit Bertrand Galy, on considérait dans les calculs une rigidité infinie. Mais dans la présente étude, nous avons utilisé différents types de potelets, de diverses hauteurs. Plus le potelet est haut, plus il est flexible, ce qui diminue la tension dans le câble.

« Une des constatations importantes de nos essais en laboratoire et de nos calculs est qu’il y a souvent une tension de l’ordre de 13 à 15 kilos Newton (kN) dans le câble lors de l’arrêt de la chute, précise le chercheur. Auparavant, les gens estimaient que cette tension se situait plutôt entre 20 et 25 kN. Pour la restreindre, ils plaçaient un système absorbeur d’énergie directement sur le câble d’assurance horizontal afin de limiter la force à 12 kN. Ce système vaut de 500 à 600 dollars. Mais lorsqu’on fait des calculs plus précisément, on se rend compte qu’il n’est souvent pas nécessaire de dépenser cette somme. »

Un utilitaire de conception

L’utilitaire, nommé Dimensionnement des systèmes de corde d’assurance horizontale (SCAH), servira principalement aux ingénieurs chargés de la conception des SCAH, ou à un spécialiste qui voudrait faire une vérification rapide de la validité d’un système, dans le cas, par exemple, d’un système de type générique ou déplaçable.

Les données à saisir dans l’utilitaire incluent les principales caractéristiques du système, comme la portée du câble, le type de câble et son diamètre, la force considérée pour l’absorbeur du cordon d’assujettissement (travailleur lourd, léger, ou deux travailleurs), la présence d’une travée simple ou de travées multiples, le type de potelet (son matériau et sa section, selon les standards utilisés sur les chantiers) et la flèche initiale du câble.

Selon Bertrand Galy, les résultats du calcul indiqueront, par exemple, si le potelet choisi est suffisamment résistant. Ils donneront la tension dans le câble, la flèche maximale lors de l’arrêt de chute et le facteur de sécurité du câble. « L’ingénieur peut reprendre l’outil en variant les paramètres, pour raffiner la conception, puis faire un calcul de dégagement, pour s’assurer que celui-ci est suffisant. C’est très rapide et ça ne prend que quelques minutes pour faire plusieurs calculs, tester divers types de potelets, par exemple, pour optimiser la conception. » Quelques ingénieurs, déjà familiers avec le guide de 1991, ont d’ailleurs testé l’utilitaire.

De nombreux avantages

En vertu du Code de sécurité pour les travaux de construction, le système de corde d’assurance horizontale doit être conçu et installé selon un plan d’ingénieur ou, sinon, respecter les critères établis dans la réglementation et dans le Code. Toutefois, précise Bertrand Galy, « ces critères minimaux de conception sont tellement conservateurs que, par exemple, la résistance de l’ancrage doit être de 90 kN, tandis que dans nos montages expérimentaux, la force dans le câble est le plus souvent de 13 à 16 kN. On voit donc tout l’intérêt d’avoir recours à un ingénieur pour concevoir le système, surtout que le calcul est maintenant plus rapide ».

« On va épargner sur le coût des systèmes : 90 kN, c’est 9 tonnes ! , signale le chercheur. Pour assurer plutôt une résistance de 15 kN, on peut prendre des potelets assez légers. Ainsi les SCAH seront plus faciles à installer par les travailleurs sur les chantiers. « Le fait de ne pas mettre d’absorbeur d’énergie au câble a un autre avantage : on l’utilisait pour diminuer la tension, mais ça augmentait la flèche. Plus de flèches veut dire un plus grand dégagement, c’est-à-dire la hauteur sous le câble, pour que le travailleur ne heurte pas le sol en cas de chute. Lorsqu’on se passe d’absorbeur sur le câble horizontal, la flèche est plus faible et le système nécessite un dégagement moindre. D’habitude, le dégagement est d’environ 4,5 mètres, alors si l’on gagne 50 centimètres, c’est un autre gain pour la sécurité. »

Sécuritaires, moins coûteux…

« Les potelets plus gros, donc plus forts, ne constituent pas nécessairement la meilleure solution d’ancrage pour les SCAH. On pourra être certain qu’ils ne vont pas casser, mais s’ils pèsent 100 kilogrammes, ça va être compliqué de les installer en hauteur. Alors que si l’on prend des potelets en aluminium de 15 kilos, dont on sait qu’ils sont capables de soutenir les efforts, parce qu’on les a calculés avec plus de précision, le système a plus de chance d’être utilisé sur le terrain ! »

Témoignage

« Je peux vous assurer que l’utilitaire est très pratique. La présentation est très conviviale et simple. L’ajout du générateur de documents en format PDF nous permet, à titre de concepteur, de documenter nos dossiers correctement (schémas, forces calculées, paramètres de conception…). Je constate que j’ai mis des absorbeurs d’énergie (au câble horizontal) alors que j’aurais pu m’en passer, ce qui justifie amplement l’utilitaire. […] Avec un tel outil, le temps de calcul ne sera plus une excuse pour simplifier la démarche et mettre des absorbeurs d’énergie alors qu’ils ne sont pas toujours nécessaires. Je ne vois donc que de bons côtés à la démarche, les coûts de sécurisation pourront être diminués, en restant tout aussi sécuritaire, avec un outil de calcul aussi efficace. »
– Michel Waltzing, ingénieur